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與MOS不同,IGBT高溫/常溫輸出特性曲線為何有交點?

冬至子 ? 來源:小江談芯 ? 作者:小江談芯 ? 2023-11-29 15:20 ? 次閱讀

實例1 、pn結正向壓降為何是負的溫度系數呢?

回答 :pn結的正向壓降Vbi公式如下:

圖片

其中本征載流子濃度ni隨溫度升高而急劇增大,導致Vbi隨溫度升高而減小,呈現負的溫度系數。

圖片

實例2 、SiC pn結正向壓降為何比硅的高呢?

回答 :pn結的正向壓降Vbi公式如下:

圖片

其中本征載流子濃度ni公式如下:

圖片

SiC材料的禁帶寬度Eg大(SiC:3.26eV,Si:1.12eV),因此ni遠小于Si(SiC:5E-9/cm3,Si:9.65E9/cm3),導致Vbi大。

小江進行了簡單的計算,對比曲線如下:

圖片

可知SiC PN結Vbi約3.0V(藍線),遠大于Si的約0.7V(紅線)。

實例3 、與MOS不同,IGBT高溫/常溫輸出特性曲線為何有交點?

回答 :原因為MOS導通電壓由溝道、漂移區等組成(溫度系數為正,主要原因為隨溫度升高遷移率減小),無交點。而IGBT導通電壓由溝道、漂移區等其他部分(溫度系數為正)和PN結電壓(溫度系數為負)組成,于是出現交點。

圖片

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